【课程思政建设经验谈】《无机与分析化学》:探微求真,成果导向,提升素养
《无机与分析化学》
探微求真 成果导向 提升素养
习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上和教育工作会议上强调,要用好课堂教学这个主渠道,围绕培养什么人、怎样培养人、为谁培养人这一根本问题,把思想政治工作贯穿教学全过程,各类课程都要与思想政治理论课同向同行,形成协同效应,把“立德树人”作为教育的根本任务。
《无机与分析化学》是化学化工类本科生进入大学第一年的基础课,是后续课程学习的重要基础。该课程有四个知识模块(绪论、原理部分、结构部分、元素部分、化学分析部分),笔者在授课中,从科学史与探究精神、辩证法与认识论、家国情怀与文化自信、环境保护与绿色发展、工匠精神与价值取向等方面,探索其中所蕴含的思政教育元素,结合案例教学,基于成果导向(Outcome Based Education,简称OBE)的教育理念、探究式教学、体验式教学等方法,将思政元素融入课堂教学实践,做到知识传授与价值引领相结合,显性教育和隐性教育相结合,实现思政教育与专业知识教育的有机统一。
绪论部分
面对进入大学的大一学生,无机与分析化学课的第一节课——绪论,不仅承担着介绍这门课知识体系的任务,还承担着提醒学生从高中到大学学习方式转变任务,因此教师在这堂课的授课中,对学生进行思政教育的空间比较大,如通过化学发展史展示科学家的科学精神和探究精神。笔者则针对学生在学习中容易出现的问题,引用《礼记·学记》中指出的学习中容易出现的四种类型的错误:“人之学也,或失则多,或失则寡,或失则易,或失则止”,让学生引以为鉴,建立正确的学习方法。同时通过这个案例,潜移默化的让学生认识到中华灿烂的传统文化,建立文化自信。另外,针对学生可能存在的学习动力不足和对这门课的畏难情绪,以钱伟长为国家强大而“弃文从理”,成为我国近代力学之父的经历,激励学生树立远大的理想为国学习的志向。
原理部分
这一部分包含热力学、动力学、四大平衡(酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡、配位平衡)等内容。笔者将思政教育与专业知识教育结合进行了如下尝试。
有关吉布斯自由能的提出,经历了一个认识过程:首先,自然界中的自发过程有推动力,有最大限度,有判断依据,因此对于化学反应的自发进行,它的判断依据是什么呢?人们在认识过程中,尝试过用焓变、熵变作为判据,发现都是不准确或不全面的,直到吉布斯自由能的提出,可以作为化学反应自发进行的判据。在这个认识过程中,成功的反应了人类认识自然界的认识规律:从感性认识而能动地发展到理性认识,又从理性认识而能动地指导实践,改造主观世界和客观世界。因此在讲课时,特别提醒学生,进行科学研究的科学方法和科学思路,就是哲学讲的认识论,逐步培养学生的科学素养。另外,借助于吉布斯本人的生平和科学研究经历,让学生认识到科学家的坚守和科学精神。
在有关质子酸碱理论的讲解中,水时而作为酸时而作为碱,具有两性的特点,从而完成了弱酸弱碱的解离。结合水的这一特点,迁移到影响中华传统道德两千多年的《道德经》对水的最高评价:“上善若水。水利万物而不争。”水能使万物得到它的利益,而不与万物争利,世界上最柔的东西莫过于水,然而它却能穿透坚硬的东西,如滴水穿石。再一次让学生认识到中华文化的博大精深,以及对学生进行道德修养的教育。
氧化还原平衡中,涉及到化学电池,燃料电池等,这些电池作为新型能源的同时又有可能造成环境的二次污染,如何处理好二者的关系是科学工作者致力于解决的问题,环保理念应该处处体现。利用电极电势的知识,可以判断反应Fe3++I-→Fe2++I2能够自发进行,但是通过引入Ag+离子或加入SCN-,该反应的逆反应也能自发进行,类似的例子还有,根据Cu2+/Cu+和I2/I-标准电极电势,Cu2+不能氧化I-,但由于CuI沉淀的生成,Cu2+能氧化I-为I2,成为间接碘量法测定铜含量的理论基础。这些案例,不仅有利于对化学知识的理解,更有利于启迪我们无论在做任何事情时, 都要注意它的积极因素和消极因素的同时存在,尽量利用各种外部条件(可能影响事物发展的因素),趋利避害, 引导事物向着我们期望的方向发展。
结构部分
这一部分包含原子结构、分子结构和晶体结构的知识,受篇幅所限,笔者仅举以下例子。在原子结构发展史中,引入以下思政内容:1.近代原子结构模型的提出和建立过程中可以看出,通过科学实验的实验现象抽象到科学理论的建立,是一个科学认识的螺旋上升、否定之否定的过程,在这个过程中培养科学思维、探究能力。2.1924年26岁的德布罗意提出微观粒子的波粒二象性,1927年26岁的海森堡提出了测不准原理,1925 年,两位不到25岁的荷兰学生大胆地提出了电子自旋假设,以及普朗克提出量子理论,薛定谔提出微观粒子运动方程,这些都是科学家们在年轻时就做出的科学成就,说明青年人是富有创造力的。正如毛主席曾说“青年人朝气蓬勃,正在兴旺时期,好像早晨八九点钟的太阳。希望寄托在你们身上。”引导学生充分利用大好青春年华,在最富有创造力的时候勤奋学习,志存高远,脚踏实地地掌握本领。
化学分析部分
定量分析涉及到的概念对于大一学生来说,是一个较为薄弱的知识点,要加深学生对这部分知识的认识和重视程度,以及社会责任感和工匠精神的培养,笔者结合以下案例引入该部分内容:1.新闻视频和新闻报道,港珠澳大桥的建成,重点突出港珠澳大桥沉管隧道及其技术要求,如沉管隧道安放和对接的精准要求极高,沉降控制范围在10厘米之内,高低差需控制在15毫米内,等等。2.新冠肺炎核酸检测以及血清抗体检测,是分析化学中的“定性分析”、“定量分析”,解决“有没有”、“有多少”的问题。3.不法商家向牛奶、奶粉中加入三聚氰胺,造成的“毒奶粉”事件,是钻了分析检测的空子,涉及到酸碱滴定的知识……等等。
元素部分
尽管受学时的限制,对于元素知识的讲解通常仅限于部分元素,如卤族元素,氧族元素,但是在介绍这些元素性质时,可以引入思政教育的切入点也较多。如元素氟的发现和制备史,就是科学家前仆后继、付出健康和生命的代价,突出为科学研究而献身的精神;氯作为化工原料、消毒剂方便人们的生活同时,也曾经作为化学武器进入战争,说明化学、科技是把双刃剑,科技要造福人类的社会责任感;碘是防治地方性甲状腺肿而加入食用盐中的微量元素,在福岛核泄露事件时却引发了加碘盐抢购风潮,引导学生反思只有具有基本的科学常识、科学素养,在社会事件发生时才会有正确的判断力。
综上所述,通过无机与分析化学课程思政教育的实施,教师在授课的过程中站得更高,看得更远,发挥教师在课堂教学育人中的引导作用,为培养合格的社会主义建设者、接班人尽一份绵薄之力。
图文来源:理学院
编辑:王静
审校:李瑞宁